小中大 4. Telomerase Reverse Transcriptase Delays Aging in Cancer-Resistant Mice
端粒逆转录酶延缓癌症抵抗性老鼠的衰老进程
端粒酶通过延长染色体端位上的着丝点,为大多数人类细胞提供了无限的增殖能力,否则染色体将受到损失并最终降低增殖能力。然而人们对端粒酶在有机体老化时所起的作用一直不甚了解,其中一部分原因就是端粒酶能够促使癌症的发生。为了绕开这个问题,文章作者在通过加强抑制癌症因子p53、p16和 p19ARF表达所建立的抗癌小鼠模型中,对端粒酶的组分之一端粒逆转录酶(TERT)的表达分析。在这种背景下,TERT的过量表达能够改善尤其是皮肤和小肠上皮的防御能力,并能产生一种推迟细胞系统老化的作用。这些研究结果表明在哺乳动物有机体背景下,端粒逆转录酶能够产生抗机体老化的作用。
5. N-acylphosphatidylethanolamine, a Gut- Derived Circulating Factor Induced by Fat Ingestion, Inhibits Food Intake
N-酰基磷脂酰乙醇胺(N-acylphosphatidylethanolamines ,NAPEs)是在血脂中含量相对较丰富的物质,但是一直以来科学家们都不了解它的生理作用。
在本研究中,科学家们发现NAPEs其实是小肠在消化脂肪的过程中分泌的一种活性物质,在生理剂量下NAPEs具有降低食欲,抑制进食的功能,并且通过动物实验证实不会产生条件性味觉厌恶(厌食)情况。
并且研究者用C14同位素标记NAPEs,发现NAPEs越过血脑屏障进入大脑后,在下丘脑部集中起来,下丘脑部的NAPEs浓度升高,刺激神经抑制进食。这一结果表明,NAPEs可直接作用于中枢神经系统抑制进食。
研究者发现,NAPEs具有长效抑制进食和体重增加的功能。这意味着NAPEs和它的同系物可能成为肥胖治疗的新靶位。
6. Hematopoietic Stem Cells Reversibly Switch from Dormancy to Self-Renewal during Homeostasis and Repair
骨髓造血干细胞是生物体内维持血细胞更新的重要细胞系。尽管,骨髓造血干细胞分化的频率很低,但是科学家们认为骨髓造血干细胞库常数星期更新一次,这表明骨髓造血干细胞很有规律地进入或是退出细胞周期。
在本研究中,科学家使用流式细胞计数技术(带有BrdU and histone H2B-GFP标签)鉴定出小鼠的休眠骨髓造血干细胞(dormant mouse bone marrow hematopoietic stem cells, d-HSC),表现为lin−Sca1+cKit+CD150+CD48−CD34− 。
用计算机模型预测得出结论,这些休眠的骨髓造血干细胞每145天自我更新一次,在它整个生命周期里共更新5次。休眠的骨髓造血干细胞具有多种自我更新的活性。在内环境维持稳定的情况下,休眠的骨髓造血干细胞继续保持休眠状态,当骨髓受到损伤或是在G-CSF的刺激下,骨髓造血干细胞又恢复自我更新的活力。分化出新的血液细胞维持内环境的稳态,活跃分化后的造血干细胞在生命周期内在此回归到休眠状态。
这些研究结果表明,骨髓造血干细胞一般处于休眠状态,只有出现造血压力的时候才会被激活,产生自我更新的能力。
7. H2AZ Is Enriched at Polycomb Complex Target Genes in ES Cells and Is Necessary for Lineage Commitment
生命起源于胚胎干细胞,生物的多样性来自于干细胞的多能性。胚胎干细胞的发育是一个复杂的生理过程,在胚胎干细胞的分化发育过程中受多个基因的调控,这一过程也一直是科学家们亟待了解的神秘过程。尤其是对胚胎干细胞的了解有助于了解人类疾病的发生发展机制。因此,干细胞发育与基因调节的关系就成为研究者不懈努力的方向。
研究发现,变异的组蛋白H2AZ在染色质功能的发育过程中是一个关键的调控因子,对基因表达等功能其重要的作用,但是人们却一直没有揭开H2AZ组蛋白的神秘面纱,究竟它是如何发挥作用,人们一无所知。
在本文章中,麻省理工和哈佛白头研究所的科学家将从基因组学的水平分析H2AZ,新的研究结果表明H2AZ的作用模式与PcG(Polycomb group)蛋白Suz12惊人的相似,它们是某些重要的基因的启动子蛋白。
8. The Growth Factor Environment Defines Distinct Pluripotent Ground States in Novel Blastocyst-Derived Stem Cells
细胞具有多能性,这是一种维持细胞自我更新以及产生三胚层衍生组织的能力。长久以来科学家们一直认为,干细胞多能性是一种单一的高阶基态,并且随着细胞分化的开始而逐步丧失。而在2008年10月31日出版的《细胞》上,来自美国麻省综合医院的Yu-Fen Chou等科学家认为,事实上存在多个这样的基态,每一个基态都具有自身独特的分子和生物学特性。
研究小组证明了干细胞能从一个态转化到另一个态,而以上过程很大程度上取决于细胞生长因子微环境。多能干细胞系(pluripotent stem cell line)能由囊胚产生,这一部分最终得到胚胎干细胞系(embryonic stem cell line,ES cell line),而另一部分多能干细胞来自于上胚层,这部分最终得到上胚层干细胞系(epiblast stem cell line,EpiSCs line)。而ES细胞以及EpiSCs细胞在结合维持其多能状态的生长因子时表现出极大的差异。这两种干细胞种类的分子以及功能上的差别证明,组织来源和生长因子环境或许对于决定干细胞类型非常重要。
9. Real-Time Redox Measurements during Endoplasmic Reticulum Stress Reveal Interlinked Protein Folding Functions
内质网影响蛋白折叠功能的实时氧化还原测定
对内质网(ER)蛋白质折叠的破坏,能导致未折叠蛋白的堆积,从而引发其产生应答(UPR)。相反,UPR的减少可使ER未折叠蛋白接近负反馈回路。但是,由于无法测量到体内未折叠蛋白的浓度,所以无论UPR如何运作,都被认为是“ER的功劳”。因为ER氧化还原电位与氧化的蛋白折叠最相配,所以研究人员推断通过氧化还原量的检测,能够得知未折叠蛋白的积累量。为了验证这一想法,研究人员利用荧光蛋白技术,对ER氧化还原状态和单一细胞中ER的活动进行了动态监测。通过这些手段,专家们发现了不同的压力因素,包括实验性的和生理学上的,这些因素在当UPR强制内平衡控制失效时,能使ER蛋白被氧化。通过基因分析,研究人员揭示了等基因细胞群中氧化还原的异质性,并显示了ER蛋白折叠、修饰和质量控制系统功能间的联系。
10. Lrp5 Controls Bone Formation by Inhibiting Serotonin Synthesis in the Duodenum
Lrp5影响骨质的途径
Lrp5基因表达的缺失或增加影响着骨骼的形成,能够导致骨质疏松和骨质增生。虽然Lrp5被视为Wnt信号受体,但是β-蛋白的成骨细胞特定分裂不会影响骨骼的形成。相反的,作者为我们展示了,Lrp5能够抑制Tph1的表达。Tph1是十二指肠嗜铬细胞的限速酶。因此,降低血液羟色胺水平能够回复 Lrp5缺陷小鼠的骨骼形成和质量。此外,肠Lrp5的特定激活或Tph1的灭活,能够增加骨质密度,繁殖卵巢切除后引发的骨质丢失。血清素通过 Htr1b受体和磷酸化作用抑制成骨细胞的扩散。此项研究扩展了我们对骨质重建的了解,有助于对相关医疗方法的研究。